تتطلب المجهرية التقليدية عدسات شيئية لتكبير العينات، وقد تتضمن العديد من المكونات البصرية مثل عدسات شيئية إضافية ومرشحات ومرايا لكسر الضوء وتوجيهه إلى المستشعرات البصرية. ويتميز عدد أغسطس 2012 من JoVE (Journal of Visualized Experiments) بالنشر الثالث لمختبر Ozcan (جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس) حول منصة المجهرية "على الرقاقة" الخالية من العدسات التي ابتكرها المختبر.
في عام 2009، نشر مختبر Ozcan مقالهم الأول الذي استعرض استخدام منصة تصوير خالية من العدسات يمكنها تصوير الخلايا داخل الدم الكامل. تتضمن تقنية التصوير هذه وضع عينة مباشرة على مصفوفة مستشعرات كهروبصرية، مثل شرائح CCD أو CMOS الموجودة في كاميرات الفيديو القياسية. بعد ذلك، يعمل إضاءة LED من أعلى العينة على إلقاء ظلال على الشريحة، والتي تُسجل كـ هولوغرامات رقمية يمكن إخضاعها لمعالجة الصور. لا يسمح نظام التصوير الخالي من العدسات هذا بمجال رؤية واسع للغاية فحسب (FOV يتراوح بين 0.6-8 cm2)، بل إن غياب المكونات البصرية الضخمة يجعله ممتازاً لتطبيقات الموائع الدقيقة. وقد أثبتت مجموعة Ozcan ذلك في مقالهم اللاحق المنشور في JoVE عام 2011، حيث تم تصوير خلايا دم بيضاء موسومة فلورياً داخل شريحة موائع دقيقة.
في عدد أغسطس من JoVE، يستعرض فريق Ozcan تطورات إضافية في منصة المجهر الخالي من العدسات الخاصة بهم من خلال تطبيقها في التصوير المقطعي للديدان الخيطية من نوع C. elegans. ومن خلال تغيير زاوية الإضاءة باستخدام منصة دوران آلية، يوضح فريق Ozcan كيفية توليد شرائح هولوغرافية متعددة للعينة، والتي يمكن دمجها بعد المعالجة في صور مقطعية (tomograms). ويؤكد فريق Ozcan نجاح إعادة البناء ثلاثي الأبعاد للدودة بالإشارة إلى أن الأنبوب البلعومي، وهو بنية بسمك 5 micron، لا يظهر إلا في شريحة واحدة وفي مقطع عرضي أعيد بناؤه ثلاثي الأبعاد.
إن الطبيعة المدمجة والمنخفضة التكلفة لأنظمة التصوير الخالية من العدسات - التي صممتها وجمعتها مجموعة Ozcan - تجعلها مناسبة تماماً لتطبيقات التشخيص في نقطة الرعاية، أو حتى للمجهر القائم على الهاتف المحمول الذي يمكن إجراؤه في الميدان.
في مركز إرنست غالو للعيادات والأبحاث بجامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، يتعرف JoVE على كيفية تصور التغيرات المورفولوجية في الخلايا المفردة باستخدام المجهر الفلوري ثلاثي الأبعاد والتحليل الحاسوبي. في هذا الإجراء، تُعطى الخلايا مادة محفزة (agonist)، أو مادة مضادة (antagonist) بالإضافة إلى مادة محفزة، أو لا يتم إعطاؤها أي علاج، ثم تُجهز للفحص بالمجهر المناعي الفلوري. ويتم الحصول على صور ثلاثية الأبعاد بمساعدة نظام ليزر ثنائي الفوتون، وتُعالج بيانات الفلورة على الكمبيوتر باستخدام برنامجَي Imaris وMatlab.
ولإثبات قوة هذه التقنية، يقوم المؤلفون بقياس التغيرات المظهرية للخلايا المفردة في خلايا HEK293 المنقولة. ويظهر التحليل المورفومتري ثلاثي الأبعاد تغيرات جذرية في الخلايا المعالجة بالمحفز (agonist). ولا تكون هذه التغيرات واضحة دائمًا عند استخدام التحليل التقليدي ثنائي الأبعاد. وتسمح هذه التقنية بقياس وتوصيف التغيرات المورفولوجية في الخلايا المفردة استجابةً للمنبهات الدوائية، مما يوفر أداة تقييم جديدة وقوية ضمن ترسانة أبحاث اكتشاف الأدوية.
هذا الشهر، في JoVE Applied Physics، نسافر إلى كارولاينا الجنوبية لزيارة كلية علوم المواد والهندسة في جامعة كليمسون. حيث يوضح لنا الباحثون كيفية تصنيع بطاريات الليثيوم للأبحاث المختبرية.
تتمثل المكونات الأساسية لخلية ليثيوم قرصية في القطب العامل، وإلكتروليت الليثيوم، وقطب ليثيوم رقائقي مقابل. يتم تجميع المكونات المختلفة للخلية القرصية بعناية وإغلاقها بإحكام باستخدام آلة كبس. بعد ذلك، يمكن توصيف الخلية القرصية المكتملة باستخدام جهاز اختبار البطاريات. وباستخدام الخلايا القرصية التي صنعوها بأنفسهم، يمكن لباحثينا تجربة استخدام مواد مختلفة لصنع كاثودات خلايا الليثيوم القرصية.
نتوجه هذا الشهر في JoVE Immunology and Infection إلى مدينة بازل بسويسرا لنطلع على تقنيتين لتشخيص الإصابات بالديدان الطفيلية. كما سنرى كيف يقوم الباحثون بإجراء اختبار الجري المكوكي للأطفال، وذلك لتقييم آثار هذه الإصابات على اللياقة البدنية.
الديدان الطفيلية (Helminths) هي ديدان طفيلية يمكن أن تعيش داخل البشر والحيوانات. وتصيب العديد من الأنواع القناة المعوية، وقد تنتقل عبر التربة. يستعرض المؤلفون تقنية Kato-Katz المستخدمة في تشخيص العديد من الديدان الطفيلية الشائعة التي تنتقل عن طريق التربة. كما يستعرضون تقنية Baermann، التي تستخدم الضوء لتحفيز هجرة أنواع معينة من الديدان الطفيلية ذات الانتحاء الضوئي خارج تحضيرات العينات. ويمكن بعد ذلك تحديد الأنواع المختلفة من الديدان الطفيلية بناءً على المورفولوجيا.
يوضح المؤلفون بعد ذلك كيفية إعداد وإجراء اختبار الجري المكوكي لمسافة 20 متراً للأطفال، وقياس تأثير الإصابات بالديدان الطفيلية على اللياقة البدنية. ويمكن أن تساعد هذه الطريقة في تحديد العبء الحقيقي للإصابات بالديدان الطفيلية المنقولة عن طريق التربة على الصحة العامة.
يسلط هذا الملخص الموجز الضوء على عدد قليل من المقالات المرئية البارزة التي سيتم إصدارها في شهر أغسطس. كما سنعرض مقالات توضح كيفية التعبير عن الجينات في الدماغ المتوسط لجنين الدجاج، ودراسة هجرة العدلات عبر غرف التدفق المتوازي المبطنة بالخلايا البطانية، وقياس التحلل البروتيني للمصفوفة خارج الخلية بدقة.